#2 Medizintechnik: Wird sie uns zu supergesunden Menschen machen?

Hören Sie sich den DesignSpark Podcast an

#2: Kann ich Ihr Herz hacken?

Unterstützt durch das Internet der Dinge (natürlich) und erweitert mit KI bietet die moderne Medizintechnik für jeden etwas – von der Überwachung der Genesung bei Krankheiten oder dem Umgang mit chronischen Erkrankungen bis hin zu älteren Menschen, die Unterstützung benötigen, um länger unabhängig zu leben, Menschen mit Gliedmaßenbehinderungen, die sich wirklich gute Prothesen wünschen, und der wirklich gesunden Bevölkerung, die einfach gesund bleiben möchte.

Der Markt für die nach außen gesund erscheinenden Menschen ist vielleicht der lukrativste für die Innovatoren von heute: Laut Allied Market Research könnten bis 2024 Fitness-Tracker im Wert von etwa 60 Milliarden US-Dollar unsere Bewegung protokollieren, während wir auf unsere vorgeschlagenen Kardio- und Kalorienziele hinarbeiten.

Fitter

Smartwatches von den großen Marken für Verbraucher-Mobilgeräte und Armbänder von spezialisierten Anbietern von Fitnessgeräten werden den Umsatz dominieren und alle haben die Möglichkeit erkannt, den Verkauf von „Ausrüstung“ um den Verkauf von Services zu ergänzen, und damit um neue Geschäftsmodelle auf der Grundlage wiederkehrender Umsätze. Fitbit verfügt bereits über eine B2B-Einheit namens Fitbit Health Solutions, die Services für Unternehmenskunden bereitstellt und im Jahr 2018 die Fitbit Care-Plattform eingeführt hat, um Wearables mit privaten und unternehmensweiten Gesundheitsplänen zu verbinden. Da all diese Informationen von Trackern aus der ganzen Welt auf die Server übertragen werden (selbstverständlich unter Einhaltung der Datenschutzregeln), verfügt das Unternehmen über das Wissen, das es braucht, um ein Portfolio an wertschöpfenden Services wie Fitness-Coaching und Lifestyle-Tipps, z. B. zu Sport und Ernährungsberatung, aufzubauen.

Wer einen Tracker trägt, kann auf weitaus umfassendere Informationen über sich selbst zugreifen als je zuvor und seine Daten mit denen anderer vergleichen, um sich in Bezug auf Altersgruppe oder Aktivität mit anderen zu messen. Es ist sogar möglich, Daten wie die Sauerstoffaufnahme (VO2 max) von Profisportlern als ultimative Referenz zu sehen. Dies ist das Zeitalter des quantifizierten Selbst und es hat das Potenzial, die allgemeine Gesundheit und Fitness – für ein längeres und aktiveres Leben – zu verbessern, indem wir uns alle ermutigen, Interesse zu zeigen und uns von der Messung unserer Verbesserungen motivieren zu lassen.

Gesünder

Die Träger von Trackern versuchen, durch Technologie besser zu werden. Andere hängen aber von der Technologie ab, um zu genesen, oder benötigen anderweitige Unterstützung beim Umgang mit langfristigen Krankheiten wie dem weit verbreiteten Diabetes: Diabetes UK sagt, dass etwa fünf Millionen Menschen bis 2025 Diabetiker sein könnten, während in den USA 40 % der Erwachsenen – also mehr als 100 Millionen Menschen – mit Diabetes oder einer Diabetes-Vorstufe leben.

Die Überwachung des Blutzuckers ist ein wesentlicher Bestandteil der Behandlung der Krankheit. In der Vergangenheit mussten Patienten ihre eigenen Pinprick-Tests durchführen, um ihre Konzentrationen mit einem Heimanalysator zu überprüfen. In jüngster Zeit haben Fortschritte in der Medizintechnik dieses schmerzhafte Verfahren erleichtert, sodass einfache Heimtests genaue Messungen ohne Blutentnahme liefern können. Die neuesten tragbaren Blutzuckermessgeräte wie Dia-Vit verwenden die spektrometrische Technologie, um Licht bei mehreren Wellenlängen zu analysieren und Blutparameter zu messen, die in einen Algorithmus zur Berechnung des Blutzuckerspiegels eingespeist werden.

Der nächste Schritt könnte die kontinuierliche Blutzuckerüberwachung mit einem Gerät wie dem sugarBEAT®-Pflaster sein, das den Benutzern helfen kann, innerhalb eines gesunden Blutzuckerbereichs zu bleiben und selbst die Auswirkungen ihres Lebensstils auf ihren Blutzuckerspiegel zu erkennen. Das Pflaster erfasst eine kleine Menge subkutaner Flüssigkeit zur Analyse des Glukosegehalts und enthält einen aufladbaren Sender, der alle fünf Minuten Daten an eine Smartphone- oder eine Smartwatch-App sendet, damit der Träger sie lesen kann.

Blutzuckeranalyse im sugarBEAT-Überwachungspflaster

Während Benutzerfreundlichkeit und nichtinvasive, schmerzfreie Überwachung zwei der größten Vorteile moderner Medizintechnik sind, versprechen andere Entwicklungen, etablierte Geräte wie Herzschrittmacher oder andere Implantate intelligenter und wertvoller zu werden. Geräte im Körper können Informationen wie Herzrhythmus, Blutzusammensetzung oder sogar Krankheitsprogression erfassen, die nicht ohne weiteres anhand externer Beobachtungen ermittelt werden können. Die Herausforderung besteht darin, die Informationen aus dem Gerät zu extrahieren. Wireless ist der richtige Weg, aber Einschränkungen bei der Stromversorgung und Antennengröße schränken in der Regel den Kommunikationsbereich und die Batterielebensdauer ein.

Ein neues injizierbares Funkgerät, das von Forschern an der Michigan University entwickelt wurde, könnte diese Einschränkungen schon bald überwinden, indem es ein intelligentes Antennenabgleichssystem, eine kondensatorunterstützte Stromversorgung für den Sender und ein Photovoltaik-Akkuladegerät, das die Energie des den Körper durchdringenden Infrarotlichts aufnimmt, miteinander kombiniert. Mit einer nur 1 mm großen Antenne können Signale bis zu 50 cm übertragen werden, was ausreicht, um kurze Datagramme an einen externen Empfänger zu senden.

Stärker?

Mit diesen Verbesserungen bei Wearables und Implantaten erhalten alle bessere Informationen über Gesundheit und Fitness und die Auswirkungen ihres Lebensstils. Darüber hinaus können medizinische Fachkräfte die Daten erhalten, die sie benötigen, um individuelle Behandlungspakete für eine schnellere Genesung oder ein zuverlässigeres Management von langfristigen Krankheiten anzupassen. Aber könnte Medizintechnik dazu beitragen, übermenschliche Stärke, Geschwindigkeit oder Ausdauer zu erreichen? Leser eines bestimmten Jahrgangs, die sich vielleicht an Steve Austin und den Sechs-Millionen-Dollar-Mann („Wir haben die Technologie. Wir können ihn wiederaufbauen.“) erinnern, könnten begeistert von den Möglichkeiten sein, die sich jetzt im Bereich der echten Bionik – der Fusion von Biologie und Elektronik – eröffnen.

Um zu sehen, auf welchem Stand die Dinge hier sind, werfen wir einen kurzen Blick auf die Geschichte der Prothesen. Der Umgang mit dem Verlust von Gliedmaßen ist eine beständige Herausforderung über die gesamte Geschichte der Zivilisation hinweg. Die frühesten funktionierenden Prothesen – im Unterschied zu kosmetischen Ersatzprothesen – sind Annahmen zufolge künstliche Zehen in alten ägyptischen Überresten. Große Konflikte wie der amerikanische Bürgerkrieg und der 1. Weltkrieg haben sich als mächtige Triebkräfte im Bereich Gliedmaßenprothesen erwiesen, die nicht nur realitätsnah sind, sondern auch eine ähnliche oder bessere Funktionalität bieten als das „normale“ biologische Original. Ein zentrales Ziel war es, Amputierten dabei zu helfen, während der Friedenszeit wieder arbeiten zu können.

Die Prothesen von heute gehen in das bionische Zeitalter über und nutzen Technologien wie die myoelektrische Steuerung, um natürlich aussehende, kraftbetriebene Bewegungen der Gliedmaßen zu erzielen, indem die winzigen elektrischen Signale der menschlichen Muskeln interpretiert werden. Zu den weiteren Technologien zählen 3D-Scans und 3D-Druck, mit denen Spezialteile in sehr kleinen Stückzahlen auf wirtschaftliche Weise hergestellt werden können. So können kleine Teams von Spezialisten wie Open Bionics Produkte wie den Hero Arm entwickeln und – nach eigener Erklärung – Behinderungen in Superkräfte verwandeln. Das Unternehmen bietet sogar kostenlose Armprothesen-Hüllen mit Superheldenmotiven für Kinder.

Bildquelle: https://openbionics.com/hero-arm/

Auf diesen Fortschritten aufzubauen, um „höhere Menschen“ mit verbesserten Kräften wie Stärke, Agilität oder Ausdauer zu erschaffen, könnte einfach nur ein Wunschtraum sein. Andererseits hält mit den Aussichten auf gedankengesteuerte Prothesen die Hoffnung auf eine neue Generation künstlicher Gliedmaßen an, die eine nahezu normale Funktion bieten. Die US Food and Drug Administration (FDA) hat das Potenzial bereits erkannt und ein „Leapfrog“-Dokument veröffentlicht, in dem erste Überlegungen zur Unterstützung der Entwicklung dargelegt werden.

Zusammenfassung

Nach Angaben der Amputee Coalition sind Gefäßerkrankungen, einschließlich Diabetes, die häufigste Ursache für den Verlust von Gliedmaßen. Die Mortalitätsraten bei Amputierten aufgrund von Gefäßerkrankungen über fünf Jahre sind dabei höher als bei Patienten mit Brust- oder Darmkrebs.

Angesichts der heute steigenden Zahl von Diabeteserkrankungen und der sich inzwischen entwickelnden medizinischen Geräte, um diese Erkrankungen zu bewältigen und – idealerweise – die Prävention zu unterstützen, indem ein gesünderer Lebensstil durch Tracking und damit verbundene Services gefördert wird, könnte sich erheblich auf die Langlebigkeit und Lebensqualität auswirken. Wir werden vielleicht niemals übermenschlich sein – aber für eine längere Zeit unseres Lebens der vollen menschlichen Funktionalität näherzukommen, ist für die meisten von uns womöglich schon ausreichend.

Für einen unbeschwerten Einstieg in die Medizintechnik besuchen Sie Apple Podcasts oder Spotify und laden Sie den DesignSpark Podcast herunter.